鑄造過程模擬仿真技術

主要內容包括鑄造過程數值模擬的相關研究領域:液態金屬充型和凝固過程的數值模擬,鑄造成形過程中缺陷(縮孔、縮松和熱裂等)的預測,鑄件凝固過程應力數值模擬及殘餘應力和殘餘變形預測,鑄件凝固過程中微觀組織模擬等。同時,還包括了鑄造地程數值模擬的前、後處理以及模擬用材料物性參數等。本書可作為鑄造領域科研人員及工程技術人員在科研及鑄造生產中的技術參考資料,也可作為材料加工工程專業研究生及本科生的教學參考書。

序

前言

第1章 數值模擬技術基礎

1.1 有限差分法的數學基礎

1.2 有限元法的數學基礎

參考文獻

第2章 鑄件充型過程數值模擬

2.1 充型過程的流體力學基礎

2.2 鑄件充型過程數值模擬常用方法

2.3 SOLA-VOF法在鑄造充型過程數值模擬中的應用

2.4 並行計算技術

2.5 充型過程模擬簡化算法

2.6 應用實例

參考文獻

第3章 鑄件凝固過程數值模擬

3.1 凝固過程傳熱學基礎

3.2 求解導熱問題的有限差分格式

3.3 鑄件凝固模擬計算區域優化

3.4 鑄件凝固過程縮孔、縮松預測

3.5 鑄件凝固過程數值模擬工程應用

參考文獻

第4章 鑄造合金微觀組織的數值模擬

4.1 引言

4.2 微觀組織形成與演變的理論基礎

4.3 確定性模擬方法

4.4 Monte Carlo方法

4.5 Cellular Automata模型

4.6 相場方法

4.7 模擬驗證及實際應用

參考文獻

第5章 鑄造過程的應力場數值模擬

5.1 熱彈塑性模型及其有限元算法

5.2 準固相區間流變學模型及其有限元算法

5.3 熱彈必模型的有限差分算法

5.4 熱力耦合數值算法與集成

5.5 儔件/儔型邊界條件處理

5.6 基於應力分析的熱裂傾向預測

5.7 驗證與工程應用

參考文獻

第6章 模擬仿真用材料性能參數

6.1 常用材料性能參數

6.2 參數測量及反算

6.3 材料性能參數對計算結果的影響

6.4 材料性能參數的數據庫

參考文獻

第7章 鑄造過程模擬仿真前、後處理技術

7.1 網格剖分技術

7.2 基於網絡的後處理顯示技術

7.3 基於網絡顯示技術的改進

7.4 模擬數據的動畫顯示

參考文獻

第8章 鑄造過程模擬仿真技術發展趨勢

8.1 模擬尺度由宏觀走向微觀

8.2 考慮多物理場和多尺度模擬的整體優化設計

8.3 並行化、敏捷化、數字化、網絡化

參考文獻

我國是當今世界鑄件產量大國,產量超過1600萬t,居世界首位。隨着發達國家製造業向發展中國家的轉移,我國鑄造業必將有更大規模的發展。同時,也應認識到我國鑄造生產總體水平還十分落後,要從世界鑄造大國成為鑄造強國,適應當代世界經濟全球化、快節奏的趨勢,做到市場反應快速、高質量、低成本等還面臨着巨大的挑戰。鑄造過程仿真技術是學科發展的前沿領域,是改造傳統鑄造產業的必由之路。. 鑄造過程的模擬仿真技術包括鑄件充型過程(流場)數值模擬、凝固過程(温度場)數值模擬、微觀組織數值模擬、熱應力數值模擬以及鑄造缺陷(如縮孔、縮松及熱裂等)預測等。歷經數十年的努力,鑄件充型凝固過程計算機模擬……

鑄造是機械工業重要的基礎工藝與技術,廣泛地應用於機械製造、航空航天、能源、交通、化工、建築以及社會生活的各個領域,並隨着各相關技術領域的發展自身不斷更新、發展和完善,是我們生產和生活中時時不可或缺的一項重要工藝技術。. 今天,鑄造作為一種傳統工藝與技術又面臨着新的挑戰。高速發展的社會,對鑄造的精密性、質量與可靠性、經濟、環保等要求越來越高。鑄造已從單一的加工工藝發展成為新興的綜合性的先進工藝技術。它涉及到工藝方法、設備及工裝、成型、生產過程的自動化與機械化、材料、環保等眾多領域。不同學科之間的交叉、滲透及融合,高新技術對傳統技術的不斷影響,是當代科技發展的重要趨勢。